Введение к работе
Актуальность работы. Эксплуатация печного парка металлургии в настоящее время сталкивается с рядом острых проблем. Повышенная материало- и энергоемкость производства, значительный износ основных производственных фондов, невысокий технический уровень производства обусловили более низкие качество, конкурентоспособность продукции и на 30-35 х более высокое энергопотребление российских металлургически предприятий по сравнению с предприятиями ведущих стран мира.
Эффективность использования печных агрегатов во многом зависит от полноты представления производственных тепловых процессов, адекватность которого определяется созданием новых- методик исследования и разработкой на основании полученной информации структурно-функционального описания работы печей.
Совершенствование тепловой работы печей.является существенным резервом повышения производительности и экономичности всего комплекса металлургического производства.
Целью работы является совершенствование тепловой работы нагревательных печей на основании развития систем исследовательского и эксплуатационного контроля.
Достижение этой цели обеспечивается: развитием теоретической базы исследований печных агрегатов как основы ориентированного поиска прагматических научно-технических решений в области конт-' роля тепловой работы. тепловой диагностики и выработки рациональных температурных режимов печей; разработкой способов и средств определения температуры металла; математическим моделированием с использованием ограниченных исходных измерительных данных; проведением комплексного изучения температурных режимов садок металла и внедрением результатов работы в производство.
.-4-
Настоящее исследование выполнено в рамках договорных работ НГИСиС на АО "Кировский завод" в г. Санкт-Петербурге. АО "Новоли-пецкий металлургический комбинат" и АО "Магнитогорский металлургический комбинат".
Метода проведения работы. В основу теоретических, методологических и практических разработок данной диссертации положены труда ученых России и других стран СНГ, Англии и (Ж в области металлургических печей, систем и методик их исследования и контроля.
' В процессе исследования были использованы метода промышленного и лаборагорого эксперимента, имитационного моделирования нагрева металла в проходных нагревательных печах. Сочетание научного эксперимента и математического моделирования обеспечило высокую эффективность решения поставленных задач.
Основные функции имитационной модели реализованы на персональном компьютере PC/AT, подключенном в терминальном варианте, с использованием программных средств Qvrtcx Basic 4.0 и операционной системы MS-DOS.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
-
Введено понятие информационно-теплотехнической метасистема исследования промышленных печных агрегатов, включввдей объект исследования, средства.методики исследования и исследователя, и позволяющей организовать сбор,преобразование,хранение исследовательской информации, а также дальнейшее использование атои информации для анализа, моделирования и прогнозирования тепловой работа печей. Выдвинута концепция о систеыо-организущэм и системо-определявдем статусе технологической информации о нагреве металла в промышленных печных агрегатах.
-
Углублено смысловое содержание понятия температуры как
-' 5 - ' информационного фактора твшютехнологичеокого процесса и классифицированы методы ее исследования.
-
Разработан новый способ косвенного определения температурных полей металла,находящегося в проходных нагревательных тачвх. Предложенный способ основан на том, что термически массивные заготовки, металла следует рассматривать как объекты с тепловой памятью, в которых предыстория нагрева оказывает существенное влияние на процесс теплопроводности в текущий момент времени.
-
Разработана методология имитационного моделирования этого способа.
-
Предложен способ калибровки дистанционных протяжных термоэлектрических термометров в процессе измерения температуры металла в печи.
-
Предложена методика определения параметров аритмичности работы проходных нагревательных печей.
Достоверность полученных результатов базируется на значительном объеме промышленных экспериментов, соответствующей оцешсе погрешностей'измерений, высоком уровне адекватности разработанной модели и детальной верификации в производственных условиях, а также сопоставлением с литературными данными.
Практическая значимость выполненного исследования заключается в следующем:
-
Создан комплекс систем и средств прямого и косвенного определения температуры нагреваемого металла в процессе промышленного диагностического исследования, реализующих соответственно: метод измерения температуры протяжными термопарами с их калибровкой и двухлирометровую систему, использующую эффект тепловой памяти.
-
Создан пакет программного обеспечения имитационного моде-
.-6-лирования тешературннх полей металла. Определены точностные характеристики способа косвенного определения полей температуры.
3. Для каждого вида аритмичности работы проходных нагревательных печей предложены' алгоритмы определения гарантированного удельного расхода топлива.
4. Разработана карта тепловой диагностики проходной нагревательной печи, позволяющая определить состояние теплового агрегата, идентифицировать вызывающие это состояние причины и выработать рекомендации по коррекции текущего- состояния.
5. На основании концепции информационно-теплотехнической метасистемы и системо-организущего и системо-определяндего статуса в ней технологической информации о нагреве металла разработаны уовершенствованные режимы нагрева, заготовок в промышленных печах АО "Кировский завод" и АО "Магнитогорский металлургический комбинат", обеспечиващие достижение заданного качества и гарантированный удельный расход условного топлива для производства тонны проката. Созданы номограммы выбора количества работающих в отделении печей в зависимости от суточного производства и времени простоев.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсувдены на. всесоюзном научно-техническом семинаре "Прогрессивная технология и оборудование для нагрева заготовок под ковку, штамповку, термообработку. Автоматизация и механизация средств нагрева" ( ЩИИ информации и технико-экономических исследований черюй металлургии, 22-24 мая 1990 г.) и на всесоюзной конференшш "Научные основы создания анергосбербгащей техники и технологий" ( Московский энергетический институт, 27-29 ноября.1990 г.), а также на научных семинарах кафедры теплофизики и теплоэнергетики металлургического.производства МГИСиС.
Публикации. По результатам диссертационной работы опублико-
ваны 4 печатные работы.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (100 наименований) и приложений.
Похожие диссертации на Совершенствование режимов нагрева металла в методических печах на основе развития экспериментальных методов исследования и информационно-теплотехнического моделирования
![Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья [Электронный ресурс]](/i/i/4263/169004.png "Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья [Электронный ресурс] Рябчиков Михаил Юрьевич")
